一种静压主轴的制作方法

本实用新型涉及机床主轴技术领域，具体涉及一种静压主轴。

背景技术：

传统的车床主轴安装中是以滚动轴承作为主轴径向、轴向的支撑，当主轴做回转运动时，主轴的回转精度受到主轴加工精度、支撑轴承精度和支撑轴承安装孔位精度的影响，同时在使用滚动轴承时还需要考虑轴承的性能：疲劳寿命、轴承刚性、发热、润滑方式等，而在精密加工或超精密加工中，此种支撑方式已经不能满足加工精度的要求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是为了提供一种静压主轴，该静压主轴利用静压轴承对主轴提供径向和轴向的支撑力，提高了主轴的刚性和耐用性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种静压主轴，包括静压轴承组、主轴套筒、水套、电机定子、电机转子和主轴；所述水套设置在主轴套筒的内腔中；所述电机定子固定安装在水套的内腔中；所述电机定子套设电机转子；所述主轴嵌设在电机转子的内腔中；

所述静压轴承组包括前外套、后外套、轴向静压盖、轴向静压轴承、前径向静压轴承、后径向静压轴承、前进油管道、后进油管道、第一回油管道、第二回油管道和第三回油管道；所述轴向静压轴承和前径向静压轴承均安装在前外套中；所述前外套与主轴套筒的前端相连接；所述轴向静压轴承和前径向静压轴承均套设在主轴的前端；所述轴向静压盖盖设在轴向静压轴承的左侧；所述后径向静压轴承安装在后外套中；所述后外套与主轴套筒的后端相连接；所述后径向静压轴承套设在主轴的后端；通过前进油管道，将液压油同时输送至轴向静压轴承和前径向静压轴承中；通过后进油管道，将液压油输送至后径向静压轴承中；所述轴向静压轴承中的液压油通过第一回油管道流出回收；所述前径向静压轴承中的液压油通过第二回油管道流出回收；所述后径向静压轴承中的液压油通过第三回油管道流出回收。

实现本实用新型的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

实现本实用新型的一种实施方式是：所述前进油管道布设在前外套中；所述前进油管道的进油口设置在前外套的表面；所述前进油管道设有第一出油口和第二出油口；所述第一出油口和轴向静压轴承连通，第二出油口与前径向静压轴承连通；所述后进油管道布设在后外套中；所述后进油管道的进油口设置在后外套的表面，后进油管道的出油口与后径向静压轴承连通；

所述第一回油管道贯穿前外套和轴向静压轴承；所述第一回油管道的出油端设置在前外套的表面，第一回油管道的回油端与轴向静压轴承相连通；所述第二回油管道贯穿前外套和前径向静压轴承；所述第二回油管道的出油端设置在前外套的表面，第二回油管道的回油端与前径向静压轴承相连通；所述第三回油管道贯穿后外套和后径向静压轴承；所述第三回油管道的出油端设置在后外套的表面，第三回油管道的回油端与后径向静压轴承相连通。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述前径向静压轴承设有径向节流槽、径向静压槽和若干个径向节流器；所述径向节流槽沿周向设置在前外套和前径向静压轴承的相对面之间；所述径向静压槽沿周向设置在前径向静压轴承和主轴的相对面之间；所述若干个径向节流器连通径向节流槽和径向静压槽；所述前进油管道的第二出油口与径向节流槽连通；所述第二回油管道的回油端与径向静压槽相连通；所述后径向静压轴承的结构与前径向静压轴承相同；所述后进油管道的出油口与后径向静压轴承的径向节流槽连通；所述第三回油管道的回油端与后径向静压轴承的径向静压槽连通。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述径向静压槽上均匀分布有径向静压油腔；所述每一个径向节流器的一端与一个径向静压油腔相连接；所述每一个径向节流器的另一端与径向节流槽相连接。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述轴向静压轴承设有轴向节流槽、前轴向静压槽、后轴向静压槽、若干个轴向节流器和汇流道；所述轴向节流槽沿轴向静压轴承的内部横向设置；所述前轴向静压槽设置在轴向静压盖和轴向静压轴承左侧之间的相对面；所述后轴向静压槽设置在前外套和轴向静压轴承右侧之间的相对面；所述若干个轴向节流器将轴向节流槽分别与前轴向静压槽和后轴向静压槽连通；所述前进油管道的第一出油口与轴向节流槽连通；所述汇流道布设在轴向静压轴承内；所述汇流道连通前轴向静压槽和后轴向静压槽；所述汇流道与第一回油管道的回油端相连接；所述汇流道将前轴向静压槽和后轴向静压槽中的液压油汇集后流出。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述前轴向静压槽和后轴向静压槽上均匀分布有轴向静压油腔；所述每一个轴向节流器的一端与一个轴向静压油腔相连接；所述每一个轴向节流器的另一端与轴向节流槽相连接。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述主轴套筒上还安装有角度编码器。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的轴向静压轴承对主轴提供轴向的支撑力，前径向静压轴承和后径向静压轴承对主轴提供径向的支撑力，配合度高，主轴运行稳定；

2、本实用新型采用静压轴承，改变了滚珠或动轴承摩擦大、损耗快、发热等缺点，静压轴承利用油压的高承载能力，使主轴具有高效率、低磨损、低发热、高刚性、高精度的特点；

3、本实用新型的轴向静压轴承和前径向静压轴承共用一个进油管道，结合节流器来控制液压油的流量，节省管道；每一个静压轴承使用独立的回油管路，及时回收液压油；

4、本实用新型的节流器与静压油腔相连接；能够更均匀地将静压油分布到静压槽中；

5、本实用新型还设有角度编码器，通过角度编码器可检测主轴的转动角度，反馈主轴的转动情况；

6、本实用新型结构简单，安装容易，精确度高，使用效果良好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1A处的放大图；

图3为图1B处的放大图；

图4为前径向静压轴承的横截面示意图；

1、静压轴承组；101、前外套；102、后外套；103、轴向静压盖；104、轴向静压轴承；1041、轴向节流槽；1042、前轴向静压槽；1043、后轴向静压槽；1044、轴向节流器；1045、汇流道；1046、轴向静压油腔；105、前径向静压轴承；1051、径向节流槽；1052、径向静压槽；1053、径向节流器；1054、径向静压油腔；106、后径向静压轴承；1061、径向节流槽；107、前进油管道；1071、进油口；1072、第一出油口；1073、第二出油口；108、后进油管道；1081、进油口；1082、出油口；109、第一回油管道；1091、出油端；1092、回油端；110、第二回油管道；1101、出油端；1102、回油端；111、第三回油管道；1111、出油端；1112、回油端；2、主轴套筒；3、水套；4、电机定子；5、电机转子；6、主轴。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

具体实施例：

参照图1、图2并结合图3，一种静压主轴，包括静压轴承组1、主轴套筒2、水套3、电机定子4、电机转子5和主轴6；所述水套3设置在主轴套筒2的内腔中；所述电机定子4固定安装在水套3的内腔中；所述电机定子4套设电机转子5；所述主轴6嵌设在电机转子5的内腔中；

所述静压轴承组1包括前外套101、后外套102、轴向静压盖103、轴向静压轴承104、前径向静压轴承105、后径向静压轴承106、前进油管道107、后进油管道108、第一回油管道109、第二回油管道110和第三回油管道111；所述轴向静压轴承104和前径向静压轴承105均安装在前外套101中；所述前外套101与主轴套筒2的前端相连接；所述轴向静压轴承104和前径向静压轴承105均套设在主轴6的前端；所述轴向静压盖103盖设在轴向静压轴承104的左侧；所述后径向静压轴承106安装在后外套102中；所述后外套102与主轴套筒2的后端相连接；所述后径向静压轴承106套设在主轴6的后端；

通过前进油管道107，将液压油同时输送至轴向静压轴承104和前径向静压轴承105中；通过后进油管道108，将液压油输送至后径向静压轴承106中；所述轴向静压轴承104中的液压油通过第一回油管道109流出回收；所述前径向静压轴承105中的液压油通过第二回油管道110流出回收；所述后径向静压轴承106中的液压油通过第三回油管道111流出回收。

所述前进油管道107布设在前外套101中；所述前进油管道107的进油口1071设置在前外套101的表面；所述前进油管道107设有第一出油口1072和第二出油口1073；所述后进油管道108布设在后外套102中；所述后进油管道108的进油口1081设置在后外套102的表面；

所述第一回油管道109贯穿前外套101和轴向静压轴承104；所述第一回油管道109的出油端1091设置在前外套101的表面；所述第二回油管道110贯穿前外套101和前径向静压轴承105；所述第二回油管道110的出油端1101设置在前外套101的表面；所述第三回油管道111贯穿后外套102和后径向静压轴承106；所述第三回油管道111的出油端1111设置在后外套102的表面。

参照图3并结合图4，所述前径向静压轴承105设有径向节流槽1051、径向静压槽1052和若干个径向节流器1053；所述径向节流槽1051沿周向设置在前外套101和前径向静压轴承105的相对面之间；所述径向静压槽1052沿周向设置在前径向静压轴承105和主轴6的相对面之间；所述若干个径向节流器1053连通径向节流槽1051和径向静压槽1052；所述前进油管道107的第二出油口1073与径向节流槽1051连通；所述第二回油管道110的回油端1102与径向静压槽1052相连通；所述后径向静压轴承106的结构与前径向静压轴承105相同；所述后进油管道108的出油口1082与后径向静压轴承106的径向节流槽1061连通；所述第三回油管道111的回油端1112与后径向静压轴承106的径向静压槽1061连通；

所述径向静压槽1052上均匀分布有径向静压油腔1054；所述每一个径向节流器1053的一端与一个径向静压油腔1054相连接；所述每一个径向节流器1053的另一端与径向节流槽1051相连接。

所述轴向静压轴承104设有轴向节流槽1041、前轴向静压槽1042、后轴向静压槽1043、若干个轴向节流器1044和汇流道1045；所述轴向节流槽1041沿轴向静压轴承104的内部横向设置；所述前轴向静压槽1042设置在轴向静压盖103和轴向静压轴承104左侧之间的相对面；所述后轴向静压槽1043设置在前外套101和轴向静压轴承104右侧之间的相对面；所述若干个轴向节流器1044将轴向节流槽1041分别与前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043连通；所述前进油管道107的第一出油口1072与轴向节流槽1041连通；所述汇流道1045布设在轴向静压轴承104内；所述汇流道1045连通前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043；所述汇流道1045与第一回油管道109的回油端1092相连接；所述汇流道1045将前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043中的液压油汇集后流出；

所述前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043上均匀分布有轴向静压油腔1046；所述每一个轴向节流器1044的一端与一个轴向静压油腔1046相连接；所述每一个轴向节流器1044的另一端与轴向节流槽1041相连接。

主轴6运作时，轴向静压轴承104对主轴6提供了轴向的支撑力，维持主轴6在轴向方向上的稳定；液压油从前进油管道107进入进油口1071流至第一出油口1072，分布到轴向节流槽1041，然后经过轴向节流器1044流到左右两边的前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043中的轴向静压油腔1046中；再由轴向静压油腔1046向前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043分布；轴向节流槽1041、轴向节流器1044结合轴向静压油腔1046，可以有效地控制泵油时的油压过大的情况，均匀分布液压油和压力，维持轴向静压轴承104的稳定运作；在前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043中的液压油流出至汇流道1045汇合，然后通入第一回油管道109流出收集；前轴向静压槽1042和后轴向静压槽1043利用油膜减低了相对摩擦力，减少了主轴6轴承的损耗；

前径向静压轴承105和后径向静压轴承106均对主轴6提供了径向的支撑力，维持主轴6在径向方向上的稳定转动，减少主轴6转动的阻力；对于前径向静压轴承105，液压油从前进油管道进107入进油口1071流至第二出油口1073，然后分布到径向节流槽1051，经过径向节流器1053流到径向静压槽1052的径向静压油腔1054中；再由径向静压油腔1054向径向静压槽1052分布；径向节流槽1051、径向节流器1053结合径向静压油腔1054，可以有效地控制泵油时的油压过大情况，均匀分布液压油和压力；在径向静压槽1052中的液压油流出并通入第二回油管道110流出收集；后径向静压轴承106的工作原理与前径向静压轴承105相同。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。